【工业之美】人类最快六年后可登上火星？这些团队已想好了居住方案

记者 | 韩沁珂

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“登上火星"逐渐成为近年来各国宇宙探索工作的重点，不再只是科幻小说中的故事。

在美国宇航局（NASA）4月初公布的“火星登陆"计划中，人类将在2024年前后重返月球并建造栖息地，并以月球为跳板，将在2033年登陆火星，完成为期两年的生存任务，模拟登陆将于2027年开始。

按荷兰Mars One研究所计划，火星登陆时间则被提前到2025年。被挑选出的志愿者们将在六年后登上火星，建立人类聚居地并永久留在那里。整个项目预计将花费60亿美元。

为了尽快登陆火星，研究人员在加快研制深空探测器和深空运输飞船外，也在征集“火星居住方案"。

日前，NASA举办的3D打印火星居住方案设计大赛公布了最新进展，三只参赛团队在本次建模竞赛中脱颖而出。来自纽约的SEArch+/Apis Cor、阿肯色州的Zopherus以及康涅狄格州的Mars Incubator三个团队，依次获得前三名，共同分享本阶段的10万美元奖金。

获得第一名的SEArch+/Apis Cor方案中，火星居住地被安置在一辆火星车顶部，其余模块由宇航员通过3D打印的方式实地建造。

该设计整体外观为，两侧呈向内凹陷的拱形结构。“就像水坝一样。"该团队成员表示，这样的设计将为维持室内气压提供有效帮助。

该方案包括三个相对独立的生活及研究区域，可建造两间实验室、四间卧室、一间温室和一个休闲区。宇航员可以在危急情况下阻断区域之间的联通，或通过外部楼梯从三层结构中的任意一层撤离。

这一模型获得了本阶段的3.4万美元奖励。在去年公布的前一阶段结构建模竞赛中，SEArch+/Apis Cor团队还曾以第四名的成绩获得1.9万美元的奖励。

获得第二名的为Zopherus团队方案。该方案的设计灵感来自于生物结构，外观及分布设计参考了蛛网结构以及动物鳞片和豆荚的排列方式。

作为整个建筑的基础，火星着陆舱将为细分模块的建造提供一个有正常压力的环境。

宇航员再将收集到的火星土壤带回着陆舱，与可循环使用的热塑性材料混合，并以此为原料，通过3D打印技术制造出居所墙壁。

考虑到火星上的温度波动将缩短建筑材料使用寿命，该方案中还包括一个可以随太阳转动的遮阳系统，以保护墙壁，减少裂隙产生。

方案设计中包括一个公用单元、四间卧室、一间实验室和一个水培花园。宇航员也可根据需求进一步拓展空间。

Zopherus团队方案在去年上一阶段的竞赛中名列前茅，两轮竞赛获得的奖金已累计超过5.4万美元。

与前两支队伍将登陆舱或火星车作为火星居住地的一部分不同，在Mars Incubator团队的设计中，一切需要从“零"开始。

这个多模块居住地的每个模块外部支架，都由风化层和聚乙烯塑料制成，并用玄武岩纤维包裹，结构耐辐射能力强。

整个居住地包括前厅、多用途模块、用于植物生长的生物生成模块，以及一个包含了实验室、食物准备区和船员住宿的主要模块。每个模块通过桥梁相连，宇航员在不外出的情况下，可从一个地方移动到另一个地方。

“火星居住地设计"比赛自2015年启动，由NASA和布拉德利大学（Bradley University）共同组织，卡特彼勒、贝克特尔（Bechtel）等公司及机构参与赞助。

该比赛旨在寻找适用于月球及火星上的低成本居住方案。组织者希望参赛者就地取材，并对建模、材料开发以及施工可行性等方面进行考察。

比赛分为多个阶段，第一阶段的设计比赛已于2015年完成，奖金为5万美元；第二阶段的结构比赛于2017年结束，并向获奖团队颁出合计11万美元的奖励；第三阶段建模及施工竞赛目前仍在进行当中，其中建模环节已发布奖金10万美元。胜出的三只队伍将于2019年5月初，角逐最终高达80万美元的奖金。

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